Устройство и характеристики зубофрезерных станков

Зубофрезерный станок – это металлорежущий механизм для обработки деталей цилиндрической формы с целью получения зубчатого профиля. Существует два основных типа исполнения: горизонтальный и вертикальный. В зависимости от особенностей конструкции с помощью станка можно выполнить обработку различных типов зацепления: начиная от прямо- и косозубых колес, заканчивая образованием профиля эвольвентного типа, который, как и прочие сложные поверхности, получают методом обкатки.

По принципу действия оборудование относится к пятой группе третьего типа металлорежущих станков. Таким образом, по общепринятой классификации зубофрезерным станкам выделена отдельная группа. По сравнению с прочими приборами полуавтоматического типа данный метод обработки отличается высокой производительностью и универсальностью применения.

Устройство и принцип работы оборудования

1. Станина аппарата.
2. Коробка переключения скоростей.
3. Распределительный механизм.
4. Валик ручного перемещения каретки.
5. Управление механическим перемещением каретки.
6. Делитель.
7. Панель управления.
8. Стойка, которая крепится на станине.
9. Ограничитель движения каретки.
10. Ограничитель движения каретки.
11. Каретка.
12. Кран подачи охлаждающей жидкости.
13. Суппорт.
14. Кронштейн.
15. Контрподдержка.
16. Управление перемещением кронштейна.
17. Подающий стол.
18. Механизм управления ограничителями каретки.
19. Механизм управления перемещением стола.
20. Упор подвода стола.
21. Кран управления смазкой стола.
22. Упор подвода стола.
23. Обрабатываемая заготовка.
24. Фреза для нарезки зуба.

Особенностью данного станка является наличие отдельного электродвигателя, роль которого заключается в непрерывной работе транспортера, удаляющего стружку, образующуюся в процессе обработки.

Вращение фрезы – основное движение при обработке заготовки. Нарезка по всей длине выполняется за счет движения цилиндрического элемента вокруг своей оси. Для получения расчетного количества зубов скорость вращения подающего стола синхронизируется с количеством оборотов и передаточным отношением гитары.

Область применения

Рассматриваемые станки способны нарезать различные виды зубов с высокой точностью. Однако они не получили широкого распространения ввиду узкой специализации. Зубофрезерные работы пользуются спросом в следующих отраслях промышленности:

• автомобильной;
• авиационной;
• аграрном машиностроении;
• общем машиностроении;
• приборостроении.

Современные производители станков предлагают широкий выбор моделей, рассчитанных как на одиночные работы, так и на крупносерийное производство.

На крупных предприятиях с собственным механическим цехом, оснащенным станочным парком, зубофрезерные станки используются для выполнения единичных работ для нужд производства. Как правило, это наиболее простые модели.

Главные технические характеристики

1. Максимальный размер зуба шестерни, получаемый после фрезерования.
2. Ширина зубчатого венца.
3. Конструктивные особенности позволяют изготавливать косые шестерни. Важной характеристикой является угол наклона зуба относительно основной оси.
4. Диапазон перемещения суппорта станка в горизонтальном и вертикальном направлениях.
5. Скорость вращения режущей фрезы.
6. Тип (ручной или механический) и метод подачи. Различают вертикальный, горизонтальный и тангенциальный методы. При расчетах учитывают широту диапазона.
7. Мощность электрического двигателя. Некоторые модели оснащены несколькими единицами, которые имеют различные функции. Такая схема реализована в рассмотренном выше станке.
8. Габариты. Как правило, размеры зубофрезерного станка тесно связаны с его производительностью. Массивная конструкция позволяет увеличить размер подающего стола, суппорта, а также установить более мощный привод.
9. Масса.
10. Тип гитары деления.

Типовые компоновки зубофрезерных станков

1. С вертикальным расположением обрабатываемой детали. Подающий стол способен перемещаться в горизонтальной плоскости. За осевую подачу отвечает суппорт. Универсальная конструкция, которая применяется на предприятиях общего машиностроения.
2. С вертикальным расположением обрабатываемой детали. Подающий стол зафиксирован, вместо него перемещается инструментальная стойка с фрезой. Данный тип позволяет сохранить расположение обрабатываемой заготовки до и после фрезерования на станке, что позволяет механизировать процесс подачи и уборки деталей. Схема применяется на серийном производстве.
3. С вертикальным расположением заготовки. Подающий стол имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении. Кроме того, он отвечает за осевую подачу. Инструментальная стойка способна перемещаться по горизонтали. Оптимальная компоновка для автоматических линий производственных предприятий.
4. С горизонтальным расположением детали. Стол отвечает за осевую подачу благодаря способности к перемещению по горизонтали. Стойка перемещается радиально относительно расположения заготовки. Такие станки применяются для изготовления мелкомодульных цилиндрических зубчатых элементов.
5. С горизонтальным расположением детали и зафиксированным подающим столом. Вся нагрузка ложится на стойку, которая отвечает за осевую и радиальную подачу. Валы-шестерни изготавливают на станках с подобной компоновкой.

Особенности расчета гитары дифференциала зависят от особенностей конструкции.

Виды приводов станков

1. Червячный тип привода стола. Особенностью конструкции является установка дополнительного червяка с непостоянной толщиной витка, зазор которого регулируется в широком диапазоне.
2. Отдельная червячная передача, устанавливаемая в отдельный блок. Регулировка осуществляется с помощью радиального перемещения.
3. Универсальной считается схема, при которой на шпиндели устанавливают две червячные передачи с противоположным направлением витков. Регулировкой одной передачи изменяют текущий зазор.
4. Гидравлический тип. В этом случае передача приводится в движение под действием гидравлической жидкости, подающейся с помощью насоса.
5. Двойной тип. Регулировочную шестерню изготавливают из двух половин. При изменении их положения относительно друг друга происходит изменение зазора.
6. Конусный. При реализации данной схемы применяют шестерни с малой конусностью. При осевом смещении изменяется зацепление и корректируется зазор.
7. Многозубый. Использование многозубой шестерни, устанавливаемой на шпиндель, позволяет замедлить скорость базового колеса. Регулировка кинематической цепи выполняется торможением колеса.

Применение числового программного управления сужает круг обязанностей оператора по причине отсутствия гитары деления. Отметим, что стоимость подобных станков достаточно высока, что не позволяет использовать их на предприятиях, имеющих незначительные объемы производства.

Зарекомендовавшие себя модели

1. Зубофрезерные станки 5к32. Максимальная длина зуба составляет 350 мм, диаметр заготовки – до 800 мм, модуль нарезаемого колеса – 10 мм.
2. Зубофрезерные станки 5е32. Максимальная длина зуба составляет 280 мм, диаметр заготовки – до 800 мм, модуль – 8 мм.
3. Зубофрезерные станки 5а326. Величина сечения обрабатываемых деталей – от 100 до 750 мм. Модуль отличается от типа металла: по стали – 10 мм, по чугуну – 12 мм. Ширина обработки – до 280 мм.
4. Зубофрезерные станки 5к310. Максимальный диаметр заготовки – до 200 мм. Модуль нарезаемого колеса – 4 мм.

Аппараты для зубофрезерных работ занимают важное место в технологической цепочке металлообрабатывающих предприятий. Современные устройства зарубежного производства, оснащенные ЧПУ, выигрывают в качестве и точности обработки станков, произведенных во времена СССР. Однако приемлемая стоимость последних делает их оптимальным выбором для небольших ремонтных мастерских. А вы заказывали изготовление шестерни для себя? На каком оборудовании производилась обработка? Поделитесь вашими впечатлениями в комментариях.